Химическая война - [54]
Около конца января 1918 г. Поп и Джибсон, при изучении реакции Гутри, нашли, что действие этилена на одно-хлористую серу (S>2Сl>2) при 60° дает горчичный газ и серу:
2СН>2: СН>2 + S>2Cl>2 = (СН>2 СlСН>2)>2S + S.
При указанной температуре реакция идет с выделением серы; сера выделяется либо после того, как продукт оставят стоять некоторое время, либо тотчас же, если на него действовал влажный аммиачный газ. Этот способ был поставлен фабричным путем в Англии и Америке, но с производственной точки зрения представлял значительные трудности. Сера часто выделялась и забивала трубы для впуска этилена и, хотя горчичный газ можно было сравнительно легко отделить от выделившейся серы сливанием, некоторое количество его все же пропадало. Добиться выделения горчичного газа нацело было невозможно, а присутствие его увеличивало трудность удаления серы из реакционного аппарата, так как люди, работавшие при этой операции, почти всегда отравлялись.
Рис. 29.
Реактор Левинстейна, установленный в Эджвудском Арсенале.
В виду этого особое значение получило открытие Грина, состоявшее в том, что при понижении температуры реакции до 30°, сера. не выделяется, а остается, как псевдо-раствор (Поп) или, как слабое химическое соединение моно-сульфида с атомом серы (Грин). Это вещество обладает всей физиологической активностью чистого моно-сульфида, между тем как при таком способе производства, громадные технические трудности при манипуляции с выделившейся серой совершенно устраняются. Для осуществления этой реакции Акц. Общ. Левинстейна конструктировало так называемый Левинстейновский "реактор", показанный на рисунке 29. Сущность процесса состоит в присоединении хлористый серы к очень чистому этилену с помощью неочищенного горчичного газа, как растворителя, при температуре, колеблющейся между 30–35 °C. В реагирующую жидкость непрерывно вводится хлористая сера до тех пор, пока не получится значительный ее избыток. Тогда введение хлористой серы прекращают и продолжают пропускать этилен до полного насыщения или момента окончания его поглощения. Во время хода процесса быстрота реакции может настолько увеличиться, что становится необходимым понижать температуру.
Продукт, полученный таким образом, представляет собой бледно-желтую жидкость, не выделяющую серы и не требующую дальнейшей обработки. Она совершенно пригодна для снаряжения снарядов. Очевидная простота этого метода привела к применению его на всех американских заводах, начавших производство горчичного газа (Эджвуд, Кливлэнд и Буффало).
Из работ некоторых французских химиков известно, что в присутствии каолина, как катализатора, при повышенной температуре этиловый спирт дегидрируется в этилен. Процесс, окончательно разработанный американскими химиками, состоит в введении смеси паров спирта и воды, в весовом отношении один к одному, в 8-дюймовую железную трубу, внутри которой проходит 3-дюймовая, находящаяся в соприкосновении с глиной, температура которой поддерживается около 500–600 °C. Употребление водяного пара уменьшает температурные колебания, и каждый аппарат получает способность давать большие выходы продукта и полученные при реакции газы пропускались через конденсаторы, охлаждаемые водой. Одна установка этого типа изготовляла в час 400 куб. футов газа, в котором было от 92–95 % чистого этилена, между тем как непосредственное превращение спирта в этилен давало только 85 %. Эджвудский завод имел 40 таких установок, дававших этилен в количестве, достаточном для производства 40 тонн горчичного газа в сутки. Англичане употребляли в качестве катализатора кокс, пропитанный фосфорной кислотой. Печь, построенная в Америке по этому принципу, давала в час до 2.000 куб. футов этилена от 98–99 % чистоты. Однако, употребление таких печей не нашло себе широкого применения, вследствие удовлетворительных качеств каолиновых печей.
Рис. 30.
Опытная каолиновая печь для получения этилена производительностью в 400–500 куб. фут. в час.
1. Ввускпые клапаны для каталит. раств.
2. Газ.
3. Выход этилена.
4. Заглушенный конец.
5. Виутреннаа труба.
6. Пирометр.
7. Конденсатор.
8. Трубы дла стока.
9. Крепления для труб.
10. Выход воздуха.
11. Впуск пара.
12. Манометр.
13. Отверстия дли впуска паров спирта.
14. Втулка.
15. Кольцо горелки.
16. Резервуар дла стока.
17. Вакуум манометр.
18. От насоса.
19. Калиброванный уровень.
20. Дискометр.
21. Впуск паров спирта.
22. Компрессор.
23 Бак дла спирта.
24. Аспиратор.
25. Улавливатели конденсата.
26. Манометр давления.
27. Счетчик.
28. Газгольдер.
29. Т'руба для взятия проб.
30. Регулятор.
31. Разрежающий насос.
32. Конденсационные резернуары.
33. Выход отбросов.
34. Клапан дла выхода катализатора.
35. Дно.
36. Испаритель спирта.
37. Выход отбросов.
38. Впуск спирта.
39. Паровой сифон.
40. Выход.
41. Боченок спирта.
42. Дымовая труба.
С тех пор, как при Эджвудском арсенале стали приготовлять хлор, было логично утилизировать часть его для приготовления хлористой серы. Выстроенный для этого завод имел 30 чанов (78 дюймов в диаметре и 35 футов длины), из которых каждый был рассчитан на ежедневную производительность в 20.000 фунтов хлористой серы. Чаны наполнялись серой, через которую пропускался хлор. При достаточном притоке тепла, поддерживающего серу в расплавленном состоянии, реакция протекает быстро. Если хлор вводился слишком быстро, то температура поднималась настолько высоко, что образовавшаяся хлористая сера начинала кипеть. Во избежание этого к аппаратам были проведены трубы, по которым протекала холодная вода, поддерживавшая температуру чанов в должных пределах. Для производства одной тонны горчичного газа требовалось около одной тонны хлористой серы и немного меньше полтонны (12.640 куб. футов) этилена.
